内容正文:
专题31 圆中的重要模型之四点共圆模型
四点共圆是初中数学的常考知识点,近年来,特别是四点共圆判定的题目出现频率较高。相对四点共圆性质的应用,四点共圆的判定往往难度较大,往往是填空题或选择题的压轴题,而计算题或选择中四点共圆模型的应用(特别是最值问题),通常能简化运算或证明的步骤,使问题变得简单。本文主要介绍四点共圆的四种重要模型。
四点共圆:若在同一平面内,有四个点在同一个圆上,则称这四个点共圆,一般简称为“四点共圆”。
模型1、定点定长共圆模型(圆的定义)
【模型解读】若四个点到一定点的距离相等,则这四个点共圆。这也是圆的基本定义,到定点的距离等于定长点的集合。
条件:如图,平面内有五个点O、A、B、C、D,使得OA=OB=OC=OD,
结论:A、B、C、D四点共圆(其中圆心为O)。
例1.(2023春·广东梅州·九年级校考期中)如图,量角器的直径与直角三角板ABC的斜边重合(),其中量角器0刻度线的端点N与点A重合,射线从处出发沿顺时针方向以每秒3度的速度旋转,与量角器的半圆弧交于点E,第20秒时点E在量角器上运动路径长是 .
例2.(2021·浙江嘉兴·统考中考真题)如图,在中,,AB=AC=5,点在上,且,点E是AB上的动点,连结,点,G分别是BC,DE的中点,连接,,当AG=FG时,线段长为( )
A. B. C. D.4
例3.(2023·江苏淮安·统考三模)如图,将矩形的边绕点A逆时针旋转得到,连接,过点D作的垂线,垂足E在线段上,连接.若,,则的度数为 .
例4.(2021·湖北随州·统考中考真题)如图,在中,,为的中点,平分交于点,,分别与,交于点,,连接,,则的值为 ;若,则的值为 .
模型2、定边对双直角共圆模型
同侧型 异侧型
1)定边对双直角模型(同侧型)
条件:若平面上A、B、C、D四个点满足,
结论:A、B、C、D四点共圆,其中AD为直径。
2)定边对双直角模型(异侧型)
条件:若平面上A、B、C、D四个点满足,
结论:A、B、C、D四点共圆,其中AC为直径。
例1.(2021·湖北鄂州·统考中考真题)如图,四边形中,,,于点.若,,则线段的长为 .
例2.(2022春·山东·九年级专题练习)定义:三角形一个内角的平分线和与另一个内角相邻的外角平分线相交所成的锐角称为该三角形第三个内角的遥望角.
(1)如图1,∠E是△ABC中∠A的遥望角.①若∠A=40°,直接写出∠E的度数是 ;
②求∠E与∠A的数量关系,并说明理由.(2)如图2,四边形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,点E在BD的延长线上,连CE,若∠BEC是△ABC中∠BAC的遥望角,求证:DA=DE.
例3.(2022·湖北武汉·校考二模)如图,等腰Rt△ABC中,∠ACB=90°,D为BC边上一点,连接AD.
(1)如图1,作BE⊥AD延长线于E,连接CE,求证:∠AEC=45°;
(2)如图2,P为AD上一点,且∠BPD=45°,连接CP.若AP=2,求△APC的面积;
例4.(2022秋·广东梅州·九年级校考阶段练习)如图,在四边形 中,, 是 的中点, 是 的中点,若 ,,,则 的长为( )
A. B. C. D.
模型3、定边对定角共圆模型
条件:如图1,平面上A、B、C、D四个点满足,结论:A、B、C、D四点共圆.
条件:如图2,AC、BD交于H,,结论:四点共圆.
例1.(2023·江苏·九年级假期作业)如图,在RtABC中,∠BAC=90°,∠ABC=40°,将ABC绕A点顺时针旋转得到ADE,使D点落在BC边上.
(1)求∠BAD的度数;(2)求证:A、D、B、E四点共圆.
例2.(2023·浙江绍兴·九年级校联考期中)如图1,在等腰三角形ABC中,AB=AC=4,BC=6.如图2,在底边BC上取一点D,连结AD,使得∠DAC=∠ACD.如图3,将△ACD沿着AD所在直线折叠,使得点C落在点E处,连结BE,得到四边形ABED.则BE的长是( )
A.1 B. C. D.
例3.(2022·江苏无锡·中考真题)△ABC是边长为5的等边三角形,△DCE是边长为3的等边三角形,直线BD与直线AE交于点F.如图,若点D在△ABC内,∠DBC=20°,则∠BAF=________°;现将△DCE绕点C旋转1周,在这个旋转过程中,线段AF长度的最小值是________.
例4.(2022·贵州遵义·统考中考真题)探究与实践:“善思”小组开展“探究四点共圆的条件”活动,得出